Niché dans le flanc d’une montagne norvégienne, DC1 a tout du data center modèle, sur le plan écolo du moins. Ses machines clignotantes s’alignent dans de longs couloirs de béton, donnant une seconde vie à un ancien tunnel de stockage de munitions de l’Otan. Mieux, pour refroidir ces ordinateurs surchauffés, de l’eau à 8 degrés est puisée directement dans le fjord voisin. Bien plus économe en énergie qu’une climatisation classique. En bout de course, l’eau de mer ainsi réchauffée à 20 degrés sera dès l’an prochain évacuée dans... un élevage de homards ; 20 degrés, c’est paraît-il la température optimale pour la croissance de ces nobles crustacés. Ces futurs mets de choix servis dans les restaurants norvégiens auront ainsi nagé en plein progrès, baignant dans la chaleur résiduelle du stockage de nos données.
Voici, par excellence, le genre d’histoire qu’adorent raconter les constructeurs de data centers. Mais tous ne sont pas aussi vertueux : ces installations aspirent déjà entre 1 et 3% de l’électricité produite au niveau mondial. Début 2020, leur consommation était évaluée à 650 térawattheures, soit plus que la consommation de la France. Et vu la croissance exponentielle des besoins en stockage de données, ce chiffre pourrait être multiplié par trois, quatre ou cinq d’ici 2030, suivant les estimations.
Les fermes de données s’annoncent ainsi «parmi les plus importants postes de consommation électrique du XXIe siècle», affirme un rapport de l’Ademe, l’Agence publique de la transition écologique. Ces hôtels à data sont particulièrement polluants à cause de l’électricité consommée pour en alimenter les serveurs (ou ordinateurs) et de l’eau utilisée pour les refroidir – un centre de taille moyenne engloutit 600.000 mètres cubes par an, soit l’équivalent de 6,5 piscines olympiques chaque jour.
Car, loin d’être un nuage dématérialisé et abstrait d’ondes flottant au-dessus de nos têtes, le cloud repose sur des infrastructures concrètes, sans cesse sous tension. «Les particuliers ne s’en rendent pas compte, mais ces installations réclament énormément d’énergie 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 : elles ne peuvent pas cesser de fonctionner, et doivent même résister à une coupure de courant, ou à une pelleteuse qui sectionne la fibre optique…», énumère Arnaud de Bermingham, patron de Scaleway, la filiale d’Iliad (Free) dédiée au cloud. D’où d’importantes redondances : la plupart de nos données sont répliquées dans plusieurs lieux de stockage, augmentant d’autant les besoins en serveurs, et leur consommation.
Or l’électricité utilisée pour alimenter ces gouffres énergétiques n’est pas toujours des plus propres. Aux Etats-Unis, elle vient même massivement du charbon. «Il est paradoxal de réaliser que ces symboles de notre économie moderne reposent sur des infrastructures qui datent de la première révolution industrielle», note le journaliste Guillaume Pitron, qui vient de consacrer un livre édifiant à la pollution cachée du digital, «L’enfer numérique : voyage au bout d'un like» (Ed. Les Liens qui libèrent). Il a ainsi constaté que les mines de charbon qui défigurent les Appalaches, via la méthode explosive de «l'enlèvement de sommet de montagne», alimentent les data centers qui pullulent dans le comté d’Ashburn, en Virginie.
Amazon Web Services (AWS), le leader mondial du cloud, y compte ainsi de nombreux serveurs, alimentés à 37% par du charbon, la moyenne dans cet Etat, un des derniers bastions de ce combustible. Cela n’empêche pas Netflix, un des plus gros clients d’AWS, d’annoncer un objectif de zéro émission de gaz à effet de serre d’ici fin 2022, notamment via des financement de projets d’énergies renouvelables. «Les acteurs du cloud n’ont pas d’autre choix que de communiquer sur le sujet et de verdir leur mix électrique», souligne Guillaume Pitron.
Pour les géants du cloud, il existe pourtant une autre piste : faire baisser à la source le poids énergétique de leurs usines de serveurs. Si 50% de l’électricité qu’ils consomment alimente les ordinateurs, 40% en moyenne passe dans la climatisation qui sert à les refroidir. «Autant d’énergie gâchée», estime Arnaud de Bermingham, de Scaleway. L’air froid extérieur peut en effet être capté pour servir de clim naturelle, selon la méthode du «free cooling». Des pointures du secteur se sont d’ailleurs installées dans le Grand Nord pour cette raison : Facebook a implanté son principal centre de données européen en Laponie, d’autres choisissent le Groenland ou l’Islande... Mais Scaleway prouve que cette technique peut aussi être utilisée en France.
A Saint-Ouen-l’Aumône (Val-d’Oise), le centre DC5 utilise massivement l’air extérieur. «Les serveurs dégagent une chaleur de 60 degrés et ils ont besoin d’un environnement sous les 30 degrés pour fonctionner correctement», explique le P-DG. Or, même sous nos latitudes, 80% du temps, l’air extérieur suffit à faire chuter la température. Quand il fait trop froid l’hiver, il est remixé avec l’air chaud du data center pour parvenir à la bonne température. Et quand il fait trop chaud l’été, Scaleway utilise un système ingénieux d’évaporation d’eau pour rafraîchir l’air. «C’est un procédé antique, et qui ne nécessite que quelques grammes d’eau par kilo d’air», conclut Arnaud de Bermingham. Autant que la consommation de deux foyers moyens, à peine...
D’autres industriels préfèrent se concentrer sur l’aval, en utilisant la chaleur résiduelle des data centers. «Puisqu’elle est produite quoi qu’il arrive, cela relève du bon sens de récupérer cette énergie locale et bon marché», expose Yannick Duport, le directeur commercial de Dalkia, une filiale d’EDF. A Marne-la-Vallée (Seine-et-Marne), elle est intervenue sur un data center de 10.000 mètres carrés hébergeant des données bancaires : sa chaleur alimente désormais un centre aquatique, une pépinière d’entreprises et une cuisine de collectivité.
Autre expérience à Montluçon (Allier), où une «chaudière numérique» a été conçue par Dalkia en partenariat avec la start-up Tresorio : une baie de serveurs y est utilisée pour irriguer les 48 logements d’un immeuble. «De quoi alimenter 140 douches à 37 degrés pendant cinq minutes», se réjouit Yannick Duport. L’exercice a néanmoins ses limites, selon un industriel du secteur : «L’eau récoltée dans les data centers est à 40 degrés maximum, quand une utilisation sanitaire standard requiert 60 degrés : il faudrait compléter avec une pompe à chaleur, ce n’est pas une solution satisfaisante.»
Autre écueil : vu sa température, l’eau chaude produite ne peut être utilisée que très localement – elle est transportable sur moins de 1 kilomètre. Or les plus grands data centers sont souvent isolés en banlieue. «Ce système n’est pas encore industrialisé, il faudrait le mixer avec des énergies renouvelables», admet Yannick Duport.
Pour l’heure, la croissance du cloud implique la construction de data centers géants, traditionnellement climatisés, les “hyperscales”. Ils se concentrent dans des agglomérations spécialisées dans cet accueil, comme Dublin, Londres, Francfort ou Amsterdam. Et, sur place, ces implantations ne se font pas sans causer des tensions. En 2019, Amsterdam a ainsi décidé d'y mettre le holà, 10% de l’électricité de la ville étant déjà captée par les serveurs. A Dublin, les ordinateurs consomment déjà plus que les habitants.
Et en France ? L’Ile-de-France accueille à elle seule 90% des data centers du pays (soit 123 sites comptabilisés en 2019), avec des zones privilégiées, comme la Seine-Saint-Denis. Ce n’est qu’un début : «Nous nous sommes rendus compte que les data centers vont capter un tiers de l'électricité du Grand Paris», déclarait ainsi en 2019 un représentant de GRDF. Le gigantisme semble plus que jamais de mise. A Lisses, en Essonne, un site de la société cloudHQ prévoit de s’étendre sur 100.000 mètres carrés, pour une consommation record attendue... Loin de la neutralité carbone, la consommation énergétique du cloud n’a pas fini de croître.
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